亮度爆跌！洛基老家波江座，有一顆恒星正在熄滅！

波江座θ身上究竟發生了什么？

波江座θ曾是古代全天13亮星之一，但今天肉眼僅勉強可見。這種差異令天文學家困惑不已。新觀測結果顯示，波江座θ實際上是一個三體系統。STScI / DSS

波江座θ是一顆頗具神秘色彩的恒星。

多位古代天文學家，如古希臘的喜帕恰斯（Hipparchus）、托勒密（Ptolemy）和伊朗的阿卜杜勒-拉赫曼·蘇菲（al-Sufi），都曾將其列為全天13顆最亮的恒星之一。但今天，它卻只是勉強肉眼可見。

波江座θ距離我們大約167光年。古代天文學家一直視之為一顆單一的恒星。直到1814年，意大利天文學家朱塞佩·皮亞齊（Giuseppe Piazzi）才發現它其實是一對雙星。

組成這對雙星的主星是波江座θ1，伴星是波江座θ2。而現代天文觀測進一步發現，波江座θ1本身也是一對雙星，而且是一對“密近雙星”，由相距極近的波江座θ Aa（主星）和波江座θ Ab（伴星）組成。因此波江座θ實際上是一個三體系統。

這一發現是理解波江座θ千年之前亮度變化的關鍵。

今天的波江座θ視星等只有2.9。視星等是天體從地球觀測可見亮度的模擬值，數值越大，恒星就越暗。太陽的視星等高達-26.74，而全天僅次于太陽的最亮恒星天狼星視星等為-1.46。太陽系行星和彗星、小行星等天體的視星等，則會隨其與太陽和地球相對位置的變化而變化，比如金星的視星等會在-4.9至-3.8之間浮動。

與視星等相關的則是絕對星等，它是在距天體32.6光年（10個秒差距）處測得的亮度，反映的是天體本身的發光能力。

波江座θ從未比天狼星還亮，但它在古代一定比今天亮得多。否則它也不會被托勒密等人列為全天13亮星之一。

近日獨立學者伊德爾·韋森伯格（Idel Waisberg）和來自魏茨曼科研所粒子物理與天體物理學系的博阿茲·卡茨（Boaz Katz），發表了一篇新的論文，對波江座θ在古代究竟有多亮，以及它的亮度在千年之前大幅上升的原因進行了探討。

研究人員稱，波江座θ在古代的視星等大約為0.2，與今天2.9的視星等差距達到了2.7。在托勒密《天文學大成（Almagest）》收錄的大約1000顆恒星中，波江座θ的古今亮度差異是最大的。由于星等使用的是對數標度，波江座θ在古代的亮度實際上是今天的12倍。

為了揭示這顆神秘恒星的亮度變化之謎，研究人員根據來自多個天文臺的干涉、光譜和光度數據，對波江座θ Aa和Ab這對密近雙星的軌道參數、恒星半徑與質量進行了測定。

測定結果顯示，這對雙星的軌道半長軸約為0.083天文單位，連地日距離的十分之一都不到；軌道偏心率約為0.105，略呈橢圓形；兩顆恒星的質量均為中等，體積和溫度均略高于太陽——Aa的質量大約相當于太陽的2.3倍，Ab大約相當于太陽的2.2倍，像一對雙胞胎。

而這些數據正好能夠解釋在距今1000年至2000年前，波江座θ身上究竟發生了什么。當時其亮度的增加，正是這一系列因素疊加的結果。研究人員稱這組數據為“非凡的恒星參數（remarkable set of stellar parameters）”。

研究人員稱，波江座θ擁有的一個長期存在的“共有包層”，在當時經歷了一次“軌道能量提取（orbital energy extraction）”，進而觸發了千年之前的那次亮度提升。

研究人員解釋說，這對雙星身上有兩個細節值得關注。其一是主星Aa的“洛希瓣”幾乎已經被物質充滿。

所謂“洛希瓣（Roche Lobe）”，指的是雙星系統中，一顆恒星的引力所能“守住”的物質邊界——一旦越過這個邊界，物質便不再受該恒星約束，而是經由拉格朗日點，進入伴星的“洛希瓣”，被伴星的引力攫取。

也就是說，如果當年主星Aa流失的物質充滿并溢出了它的洛希瓣，并向伴星轉移，其釋放的軌道能量就能使該恒星的亮度以世紀為單位顯著提升。而現在該天體系統已經趨于平靜，處于一個偏心率較低的較穩定結構。

與此同時，研究人員還發現，主星波江座θ Aa正處于其演化過程中的一個特殊階段——其核心的氫聚變剛剛結束。這一發現與人們之前的推測高度吻合——主星Aa在氫聚變結束后，膨脹成了紅巨星，并因表面積增大而導致了亮度提升。

研究人員表示，如果這正是波江座θ千年之前亮度陡增的原因，那么這種因物質轉移而導致的亮度異常變化，也有可能在所有密近雙星身上發生。這是一個轉瞬即逝卻非常重要的階段，可能在所有密近雙星的演化過程中都普遍存在，但我們對它仍知之甚少。

雙星的“洛希瓣”示意圖。一顆恒星的“洛希瓣”一旦被充滿，物質便會通過拉格朗日點流向伴星的“洛希瓣”，并形成“共有包層”，使得恒星的亮度上升。Philip D. Hall

參考

The forgotten bright star: Theta Eridani as a millenary stellar transient observed by Hipparchus, Ptolemy and al-Sufi

https://arxiv.org/abs/2606.30748